【化学——选修3:物质结构与性质】已知 A、B、C、D是原子序数依次增大的四种短周期主族元素,A的周期数等于其主族序数, B原子的价电子排布为nsnnpn,D是地壳中含量最多的元素。E是第四周期的p区元素且最外层只有2对成对电子,F元素的基态原子第四能层只有一个电子,其它能层均已充满电子。
(1)基态E原子的价电子排布图_______________。
(2)B、C、D三元素第一电离能由大到小的顺序为(用元素符号表示)______________。
(3)BD32-中心原子杂化轨道的类型为________杂化;CA4+的空间构型为__________(用文字描述)。
(4)1mol BC-中含有π键的数目为______NA。
(5)D、E元素最简单氢化物的稳定性 > (填化学式),理由是 。
(6)C、F两元素形成的某化合物的晶胞结构如右图所示,则该化合物的化学式是 ,C原子的配位数是 。若相邻C原子和F原子间的距离为anm,阿伏伽德罗常数为NA,则该晶体的密度为_____________g/cm3(用含a、NA的符号表示)。
高炉炼铁的烟尘中主要含有锌、铁、铜等金属元素。从烟尘中提取硫酸锌,可以变废为宝,减少其对环境的危害。下图是用高炉烟尘制取硫酸锌的工业流程。
已知:
①20℃时,0.1mol.L-1的金属离子沉淀时的pH
pH | Fe3+ | Zn2+ | Mn2+ | Cu2+ |
开始沉淀 | 1.9 | 6.0 | 8.1 | 4.7 |
沉淀完全 | 3.7 | 8.0 | 10.1 | 6.7 |
沉淀溶解 | 不溶解 | 10.5 | 不溶解 | / |
②过二硫酸铵是一种强氧化剂。
③ZnSO4+4NH3═[Zn(NH3)4]SO4,[Zn(NH3)4]SO4易溶于水。
回答下列问题:
(1)为提高烟尘中金属离子的浸出率,除了适度增加硫酸浓度外,还可以采取什么措施?(举出1种)_____________。
(2)上述流程测得溶液pH=5.0,此处可以选择的测量仪器是_____________。
(3)加入MnO2的目的是_____________。
(4)写出过二硫酸铵把硫酸锰(MnSO4)氧化的化学方程式_____________。
(5)写出还原过程发生的主要反应的离子方程式_____________。
(6)操作甲中为使锌离子完全沉淀,添加的最佳试剂是_____________
A.锌粉 B.氨水 C.( NH4)2CO3 D. NaOH
(7)若pH=5.0时,溶液中的Cu2+尚未开始沉淀,求溶液中允许的Cu2+浓度的最大值_____________。
I.利用液化石油气中的丙烷脱氢可制取丙烯:C3H8(g)C3H6(g)+H2(g) △H,起始时,向一密闭容器中充入一定量的丙烷,在不同温度、压强下测得平衡时反应体系中丙烷与丙烯的物质的量分数如图所示(已知p1为0.1MPa)。
(1)反应的△H_____0(填“>”“<”“=”下同)压强P2______0.1MPa
(2)图中A点丙烷的转化率为________。
(3)若图中A、B两点对应的平衡常数用K(A)、K(B)表示,则K(A)______K(B) (填“>”“<”或“=”)。
II.为摆脱对石油的过渡依赖,科研人员将煤液化制备汽油,并设计了汽油燃料电池,电池工作原理如图所示。一个电极通入氧气,另一个电极通入汽油蒸气,电解质是掺杂了Y2O3的ZrO3晶体,它在高温填能传导O2-。
(1)以辛烷(C8H18)代替汽油.写出该电池工作时的负极反应方程式:______。
(2)己知一个电子的电量是1.602×10-19C,用该电池电解饱和食盐水,当电路中通过1.929×105C的电量时,生成NaOH______g。
Ⅲ.煤燃烧产生的CO2是造成温室效应的主要气体之一。我们常用原子利用率来衡量化学反应过程的原子经济性,其计算公式为原子利用率=(预期产物的总质量/全部反应物的总质量)×100%,将CO2转化成有机物可有效地实现碳循环,如:
a.6CO2+6H2O C6H12O6+6O2
b.2CO2 + 6H2C2H5OH +3H2O
c.CO2 + CH4CH3COOH
d.2CO2 + 6H2CH2=CH2 + 4H2O
以上反应中,最节能的是_______,反应d中理论上原子利用率为________。
实验室从含碘废液(除H2O外,含有CCl4、I2、I-等)中回收碘,其实验过程如下:
(1)向含碘废液中加入稍过量的Na2SO3溶液,将废液中的I2还原为I-,其离子方程式为____________,该操作将I2还原为I-的目的是____________;
(2)操作X的名称为____________;
(3)氧化时,在三颈烧瓶中将含I-的水溶液用盐酸调至pH约为2,缓慢通入Cl2,在40℃左右反应(实验装置如图所示).实验室控制在较低温度下进行的原因是____________;仪器b中盛放的溶液为_____。
(4)已知:5SO32-+2IO3-+2H+═I2+5SO42-+H2O
某含碘废水(pH约为8)中一定存在I2,可能存在I-、IO3-中的一种或两种,请补充完整检验含碘废水中是否含有I-、IO3-的实验方案:(实验中可供选择的试剂:稀盐酸、淀粉溶液、FeCl3溶液、Na2SO3溶液)。
①取适量含碘废水用CCl4多次萃取、分液,直到水层用淀粉溶液检验不出有碘单质存在:
②____________;
③另从水层取少量溶液,加入1-2mL淀粉试液,加盐酸酸化,滴加Na2SO3溶液,若溶液变蓝色,说明废水中含有IO3-,否则说明废水中不含IO3-。
(5)二氧化氯(ClO2,黄绿色易溶于水的气体)是高效、低毒的消毒剂和水处理剂。现用ClO2氧化酸性含I-废液回收碘。
①完成ClO2氧化I-的离子方程式:□ClO2+□I-+□____________=□I2+□Cl-+□____________
②若处理含I-相同量的废液回收碘,所需Cl2的物质的量是ClO2的____________倍
常温下,向20.00mL0.1mol/L的MOH溶液逐滴加入一定浓度的HA溶液滴加过程中,溶液的pH与滴入HA溶液的体积关系如图5所示,当pH=8时MOH溶液恰好被中和。则下列说法错误的是
A. ②点混合溶液中水电离出的c(H+)大于HA溶液中由水电离出的c(H+)
B. ③点混合溶液中各离子浓度的大小关系是c(M+)=c(A-)>c(H+)=c(OH-)
C. 酸HA溶液的浓度为0.1mol/L
D. ④点溶液中,存在c(HA)+c(H+)>c(M+)+c(OH-)
用气体传感器可以检测汽车尾气中CO的含量。传感器是以燃料电池为工作原理,其装置如右图所示,该电池中电解质为氧化钇—氧化钠,其中O2-可以在固体介质NASICON中自由移动。下列说法错误的是
A.负极的电极反应式为:CO+O2-2e-=CO2
B.工作时电子由电极a通过传感器流向电极b
C.工作时电极b作正极,O2-由电极a流向电极b
D.传感器中通过的电流越大,尾气中CO的含量越高